Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Поземная разработка золоторудных месторождений за рубежом

22.01.2020

Приведенные в табл. 5.14 данные показывают, что за рубежом в соответствующих условиях применяются практически те же системы разработки, что и на отечественных рудниках, с той лишь разницей, что гораздо шире используются системы с закладкой, а камерно-столбовая система при отработке пологих и наклонных рудных тел на большинстве рудников преобразована в камерно-целиковую с выемкой панелей.

При разработке тонкожильных месторождений можно отметить достаточно широкое распространение скважинной отбойки (диаметр скважин 41-54 мм).

Условия применения скважинной отбойки: угол наклона жил более 50-55°, выдержанность элементов залегания, высота этажа не более 10-12 м (по условию отклонения скважин от заданного направления). В качестве примера может служить рудник "Доум" (Канада), где для отработки отдельного рудного тела длиной 130 м и шириной от нескольких сантиметров до метра при среднем угле наклона 60 принята подэтажная скважинная отбойка руды.



Подэтажные штреки для бурения скважин проведены с интервалом, обеспечивающим глубину взрывных скважин 9 м при диаметре 51 мм. Большая глубина скважин нежелательна ввиду возможного недопустимого отклонения и увеличения расстояния между концами скважин.

Буду отбивали вертикальными слоями на всю высоту камеры при толщине отбиваемого слоя 1,5 м. Схема обуривания блока приведена на рис. 5.38, а, б.

Для уборки руды применялись погрузочно-транспортные машины с ковшом вместимостью 1,5 м3. При этом производительность труда горнорабочего составила 15,5 т/смену, удельный расход BB - 799 г/т, удельный выход руды с 1 м скважины - 1,44 т.

Система с подэтажной скважинной отбойкой более эффективна при разработке тонких крутонаклонных жил, чем система с магазинированием руды. Однако более широкое ее применение сдерживается следующими факторами:

- длина очистных камер должна обеспечивать устойчивость открытого очистного пространства без создания дополнительных мер по поддержанию бортов блока;

- допускается значительное разубоживание при отработке ветвящихся жил;

- излишне высокое разубоживание будет иметь место при отработке камер со слабыми вмещающими породами и высоком горном давлении.
Поземная разработка золоторудных месторождений за рубежом

В аналогичных условиях на руднике "Доум" при отработке тонких жил применен механизированный вариант системы с закладкой, где использование скреперных лебедок имеет недостатки:

- резко снижается производительность скреперной установки при расстоянии скреперования более 30 м;

- большое число рудоспусков обусловлено ограниченным фронтом работ лебедок, их малой маневренностью;

- необходимы трудоемкие ручные работы по зачистке камер с целью недопущения повышенных потерь.

Погрузочно-транспортная машина Каво-310 была использована при отработке жилы мощностью менее 1,25 м. Основным преимуществом использования Каво-310 было увеличение фронта работ. Эффективность работы ПТМ в камере длиной 80 м заключалась в сокращении числа рудоспусков, что снижало стоимость подготовительно-нарезных работ. Основным недостатком была большая ширина выработок для обеспечения прохода ПТМ-2,4 при зазорах 0,3 м с обеих сторон.

Получение пустых пород от проведения выработок в условиях рудника "Доум" ограничено возможностями транспорта и укладки материала в штабель ввиду их высокой стоимости и низкой производительности. Поэтому было принято решение использовать гидравлическую закладку.

Интересен опыт ведения на руднике "Доум" работ в неустойчивых породах. Для этих целей применялись ПТМ IS-100E фирмы "Жарвис Кларк ЛТД" с дистанционным управлением.

В камере длиной 60 м дополнительно были пройдены ходовой восстающий и камерная выработка шириной 2,5 м для размещения бурильной установки и ПТМ.

Как показано на рис. 5.39, слой высотой 7,7 м обурен скважинами диаметром 51 мм. Скважины располагаются веером (2-6 относительно друг друга) с общим наклоном 65°. Линия наименьшего сопротивления 1,3 м. Бурение скважин осуществлялось установкой "Секан", смонтированной на самоходной тележке "Боарт". Сменная производительность бурения составил; 50 м.

Взрывание скважины производилось участками по 20 м (15 вееров). За один раз взрываются три веера скважин. После этого забой частично разгружается перед следующим взрыванием. После окончания взрывных работ поверхность навала руды выравнивается скреперной лебедкой, борта и кровля камеры приводятся в безопасное состояние (оборка, анкерное крепление), и забой камеры вновь обуривается со штабеля руды.

По завершении бурения отбитая руда доставляется в рудоспуск радиоуправляемой ПТМ IS-100E, и в забой подается гидравлическая закладка, удерживаемая в камере деревянной перемычкой. Дренаж закладочного материала осуществляется через перфорированную гибкую дренажную трубу диаметром 7,63 см, обернутую мешковиной и уложенную на почву камеры.

После завершения полного цикла работ по первому слою к отбойке готовится следующий слой. Отбойка начинается с образования отрезной щели взрыванием центральной скважины первого ряда и тщательной зачистки образовавшейся полости по род взрыванием оставшихся скважин первого рада.

По данному варианту системы получены следующие результаты: выход руды с 1 м скважины - 1,81 т; удельный расход BB -839 г/т; производительность труда горнорабочего - 11,4 т/ /смену. Работы продолжаются.

При отработке тонких жил за рубежом применяются и системы разработки с раздельной выемкой (рис. 5.40). На том же руднике "Доум" отработка ведется слоями 2,2 м снизу вверх. Бурение осуществляется двухстреловой' установкой "Джой", смонтированной на самоходной тележке. Шпуры глубиной 2,43 м с наклоном 65 при ЛHC, равной 1,06 м. Бурение производится рядами по четыре шпура: из них три - бурятся по руде и один - по породе с прихватом вмещающих пород по лежачему боку на 1 м.

На руднике "Ист Дрифонтейн" (рис. 5.41) для отработку анкеритовой жилы мощностью 0,9-1,5 м с углом наклона 65 внедрен механизированный вариант системы разработки с магазинированием руды и скважинной отбойкой ее при использовании проходческого комплекса "Алимак".

Основное предназначение комплекса "Алимак STH-5L" с монорельсовым передвижением - проведение выработок. Секция монорельса длиной 1,83 м обеспечивает снабжение перфораторов водой и сжатым воздухом и проветривание забоя воздушноводяной смесью после взрывных работ. Рабочие платформы имеют размеры 1,52x1,52 и 1,83x2,44 м. комплекс достаточно гибок, обладает возможностью изменить угол заложения в 3 на 1 м длины, что позволяет следовать изгибам висячего бока жилы и обеспечивать полноту выемки руды почти без прихвата вмещающих пород.

Подготовительно-нарезные работы заключаются в проведении двух буровых восстающих и одного контрольного для визуального контроля за точностью бурения скважин, который, кроме того, используется как дополнительная свободная поверхность при взрывных работах по отбойке руды. Погрузочные орты проведены через 12 м. Нижний разведочный штрек используется в качестве отрезной щели (компенсационного пространства). В лежачем боку рудного тела на 22-м горизонте проведен штрек для перемещения проходческого комплекса (рис. 5.42).

Бурение скважин диаметром 51 мм и глубиной 9-13,5 м осуществлялось буровым станком "Боарт-36" с винтовой подачей. Сетка бурения предусматривает бурение горизонтальных рядов из трех скважин с расстоянием между рядами 0,9 м. Ширина очистного пространства составляет 1,5 м.

Отбитая взрывом руда магазинируется в очистном пространстве, уборке подлежат только ее избытки для обеспечения свободного прохода по отбитой руде и доступа воздуха для проветривания. На время отбойки блока замагазинированная руда служит в качестве временной крепи, предупреждающей вывалы с бортов очистного пространства.

Достоинства варианта:

- производительность труда выше в два раза по сравнению с вариантом мелкошпуровой отбойки с магазинированием руды;

- снижается объем крепления для поддержания как восстающих, так и очистного пространства блока;

- себестоимость добычи незначительна, но снижается по сравнению с обычным вариантом, так же как и разубоживание руды;

- высокая безопасность работ.

В последние годы получает распространение эффективный способ разрушения массива при добыче руды - выбуриванием горной массы скважинами большого диаметра от 230-310 мм при бурении передовых (пилотных) скважин до 1,8-2,4 м и более при проходке вертикальной выработки на полное сечение в один прием. Это способ впервые стал применяться на золотодобывающем руднике "Ист Дрифонтейн" (ЮАР), где использовались проходческие комбайны фирмы "Роббинс".

Рудное тело было представлено тонкой жилой мощностью менее 50 см с углом наклона 10-30°. С горизонта откаточного штрека буровыми комбайнами осуществлялось бурение пилот-скважин диаметром 200 мм, которые затем расширяли до 50 см. Пробуренные скважины через одну закладывались бетоном для поддержания "выработанного" пространства (рис. 5.43). Данный способ отработки позволяет значительно улучшить проветривание выработок в условиях больших глубин, предупреждает горные удары, снижая удароопасность. Кроме того, сокращается численность подземных рабочих, уменьшается нагрузка на шахтный ствол, отпадает необходимость в дробильном и рудосортировочном оборудовании.

К настоящему времени разработано много установок, станков, комбайнов для проходки восстающих, некоторые из них можно использовать для новой технологии добычи руды. Возможность бурения скважин под различными углами и в разных направлениях обеспечит возможность их применения на очистных работах, например, станков "Виг Мэн" (Япония) или "Рино" (Финляндия).

Создана и внедрена в работу на рудниках ЮАР скребковая установка непрерывного действия для отработки тонких жил. Установка состоит из привода мощностью 37-105 кВт, хвостового барабана, двух бесконечных цепей, к которым через 1-2 м крепятся скребки. При длине доставки до 250 м и скорости движения 0,25 м/с производительность установки достигает 150 т/ч. В отличие от погрузочно-транспортных машин и обычной скреперной доставки производительность установки от длины доставки не зависит. Установка непрерывного действия эффективно работает при угле доставки 0±30°.

Камера приводной станции должна хорошо проветриваться, высота желоба, в котором перемещается цепь со скребками, должна быть не менее 1,5 м, а зазоры между кромками скребков и стенками желоба - не менее 200 м. Стоимость доставки горной массы без учета рабочей силы (затрат по зарплате) в четыре-восемь раз меньше по сравнению с обычной скреперной доставкой. Стоимость подготовки панелей при переходе от обычной скреперной доставки к непрерывной в зависимости от эксплуатируемой площади месторождения уменьшается на 42-51 % а протяженность подготовительных выработок сокращается в 1,8-2,2 раза. Более 30 скребковых установок непрерывного действия различной мощности уже эксплуатируются на золотодобывающих рудниках ЮАР.

Предложен новый способ разработки рудных тел мощностью 4-6 м с наклоном 30-40° в условиях неустойчивого висячего бока и средней прочности пород кровли, получивший название "система непрерывной выемки с открытым очистным пространством".

Сначала в лежачем боку рудного тела проводят штрек. Затем сооружают дучки со стороны лежачего бока в подсечной штрек. В конце последнего формируют отрезную щель, которая впоследствии используется как свободная поверхность для образования траншеи взрыванием. По лежачему боку до верхнею откаточною штрека проходят буровой восстающий, из которого бурят веера скважин с последующей отбойкой руды слоями в сторону траншеи. Выпуск отбитой руды осуществляется вибропитателями.

В данном варианте системы разработки имеет место совмещение преимуществ различных систем: с подэтажным обрушением, сплошной разработки (лавами) с обрушением; камерностолбовой системы и системы выемки с доставкой силой взрыва.

Пологие и наклонные жилы отрабатывают в основном с применением камерно-целиковых систем с последующей выемкой целиков и сплошных систем с высокой степенью механизации основных технологических процессов.

Компания Randfontein Estates Cold Minig Co. Ltd. отрабатывает пологую жилу (6-10°) мощностью 3,5 м по камерно-целиковой системе при высоте камер 150 м (в плоскости жилы) панелями шириной 10 м, разделяемыми целиками шириной 7 м. Общее извлечение руды - 85%. Бурение осуществляется четырьмя двухстреловыми установками фирмы "Тамрок". Для бурения шпуров под анкерную крепь используются две установки "Секома Плутон 17". Уборка руды осуществляется погрузочно-транспортными машинами фирм "Вагнер" и "Торо", руда транспортируется автосамосвалами "Вольво" и "Торо" грузоподъемностью 35 т.

Тонкие жилы с выемочной мощностью 1,5-2,5 м отрабатываются панелями шириной 30 м. Бурение осуществляется переносными перфораторами или электрогидравлической установкой "Стомок". На некотором расстоянии от забоя устанавливается отбойный полок, препятствующий разбросу отбиваемой руды. Уборка руды - скреперная по всей площади призабойного пространства с использованием оттяжных блочков и доставкой руды в грузовой наклонный (в плоскости жилы) восстающий, проведенный у лежачего бока залежи. Работа скрепера автоматизирована.

Месторождение Намью-Лейк в провинции Манитоба (Канада) представлено рудным телом мощностью 2,4-15 м с углом наклона 45-50°, разрабатывается с двух основных горизонтов 120 и 320 м (камерная система разработки с твердеющей закладкой). Подготовительные выработки сечением 4,5x4 м проводят в лежачем боку и крепят анкерными болтами на глубину 1,8-2,4 м по сетке 1,2x1,2 м. Нарезка камер длиной 20 м осуществляется восстающими диаметром 3 м из условия размещения в нем бурового станка для разбуривания стоя веерами скважин и заряжающего устройства.

Закладка выработанного пространства осуществляется высококачественной смесью (В:Ц=0,8); удельная плотность материала 1700-1800 кг/м3; расход цемента 80 кг/м3, прочность 28-дневной закладки 1,8 МПа, производительность по закладке - 1000 м3 в день при двух 12-часовых сменах. Закладка приготавливается наверху. Транспорт ее осуществляется 20-и 27-тонными автосамосвалами.

Для отработки средней мощности мощных рудных тел за рубежом применяются системы разработки с подэтажным или этажным массовым обрушением веерами глубоких скважин.

Например, на руднике "Олимпик Дом" для отработки залежи мощностью оруденения до 30 м применяют систему с этажным принудительным обрушением взамен этажно-камерной системы разработки с последующей закладкой выработанного пространства. Ширина камер 28 м, длина - 50 м. Для образования отрезной щели пробуривается отрезной восстающий диаметром 1,8 м. Отбойка руды осуществляется веерами скважин, пробуренных снизу вверх диаметром 89 мм и сверху вниз диаметром 102 м. Бурение осуществляется самоходным станком Соло-1008. За один массовый взрыв отбивается 500-2000 т руды. На выпуске руды из блока применяется ПТМ типа CT-13 с ковшом вместимостью 7,2 м3 (18-20 т). Руда транспортируется в шахтных вагонах "Катерпиллер 796" грузоподъемностью 45 т. Закладочная смесь на основе грубых фракций хвостов обогащения и небольшого количества портландцемента с плотностью 80% поступает в очистную камеру через скважины диаметром 300 мм.

На руднике "Томпсон" (Канада) отрабатывается рудная зона длиной по простиранию около 5,6 км с углом наклона 65°. Ширина слагающих зону рудных тел колеблется от сантиметров до 45-50 м. Глубина разработки 1350 м. Высота этажа 60-120 м.

Отработка рудных тел осуществляется по системе горизонтальных слоев с закладкой. Высота слоя 3 м, длина забоев до 300 м, выемка восходящая.

В устойчивых породах лежачего бока с помощью проходческого комплекса "Алимак" проходится рудоспуск на расстоянии 8-12 м от контакта с рудным телом, который сбивается с основными горизонтами сбойками сечением 3,1 м2, проводимыми с уклоном 1:20. Направление очистной выемки: от центра к вентиляционно-ходовому восстающему. Расстояние между рудоспусками 60-75 м.

Шпуры бурят ручными перфораторами, доставка руды осуществляется погрузочно-транспортными машинами с ковшом вместимостью 1,5 м . Кровля очистного забоя крепится анкерами длиной 2,5 м с затяжкой металлической сеткой с ячеей 102x102 мм.

Выработанное пространство слоя закладывается песчаной смесью, подаваемой через расположенный в центре блока закладочный восстающий до тех пор, пока не достигается расстояние до кровли очистного забоя 0,6 м. Закладка производится участками с возведением породных перемычек, препятствующих растеканию закладочного материала. Производительность труда при применении этого варианта системы не превышает 14-15 т/чел-смену.

Отбойка по способу BKP применяется при двухстадийной выемке взамен системы разработки горизонтальными слоями. Схема отработки со скважинной отбойкой рассредоточенными зарядами и последующей закладкой показана на рис. 5.44.

Рудные блоки длиной 100 м разделяют на камеры и целики шириной 10-15 м, ориентированные вкрест простирания и имеющие длину, равную мощности рудного тела. В верхней части каждой камеры оформляют буровую выработку (на всю площадь камеры). Кровлю ее закрепляют анкерной крепью. Из буровой выработки на всю высоту блока по сетке 2,4x2,4 - 3x3 бурят параллельные нисходящие скважины диаметром 165 мм под углом, соответствующим углу наклона жилы.

Наклон и длину каждой скважины тщательно замеряют и определяют профиль кровли очистного забоя. Отбойку ведут слоями толщиной 4,3 м на нижнюю подсечку или на компенсационное пространство, образованное за счет частичного выпуска отбитой руды.

Масса заряда в скважине составляет 21-37 кг. Соотношение длины и диаметра заряда 4,1-8,1 обеспечивает его концентрированное действие, улучшает эффективность взрыва и качество дробления. Вначале взрывается вруб в середине комплектами на образованную полость в отступающем порядке отбиваются оставшиеся скважины, затем цикл работ повторяется. Верхняя часть камеры высотой 10-12 м взрывается за один прием. Выпуск руды и ее доставка осуществляются погрузочно-транспортными машинами.

После отработки камеры и полного выпуска руды выработанное пространство заполняется закладкой, и после ее отвердения осуществляется отработка целиков. Порядок отработки целиков такой же, как и при выемке руды из камер.

Производительность труда при данном варианте увеличивается в два раза и составляет 32-35 т/чел-смену.

Ведущее место в зарубежной практике начали занимать различные модификации систем с закладкой выработанного пространства в чистом виде или комбинированно с системами других классов - подэтажными штреками, этажно- или подэтажно-камерными с последующей закладкой.

Внедрение новых типов горных машин и оборудования позволило достичь при применении этих систем высокой эффективности разработки, что изменяет существовавшее представление о системах с закладкой как самых неэффективных. Так, например, несмотря на высокий уровень производительности труда на некоторых предприятиях Канады, Японии и других стран, система с магазинированием была заменена различными вариантами систем с закладкой выработанного пространства не только для обеспечения безопасности, но и для увеличения полноты выемки запасов и создания условий дйя использования мобильного самоходного горного оборудования. Достигнутая на одном из канадских рудников производительность труда при применении системы с закладкой 21 т/чел-смену мало уступает лучшим показателям при системе с магазинированием руды.

Большую роль при системах с закладкой играет механизация работ. Наибольшее распространение получили погрузочнотранспортные машины, в том числе и малогабаритные: Каво-310, Каво-511, "Жарвис Кларк IS-100E", "СТ-500НЕ Микроскуп" и др.; самоходные одно- или двухстреловые буровые установки. Например, установка "Микродрилл" фирмы "Франс Лодер", представляющая ходовую часть ПТМ "Микроскуп", оборудована одним навесным манипулятором с гидроперфоратором.

Эффективность систем с закладкой определяется производительностью и стоимостью закладочных работ. В качестве материала закладки чаще всего используются хвосты обогатительных фабрик, песок, металлургические шлаки и другие материалы, имеющие минимальную стоимость. Гидравлическая закладка поддается полной механизации, что значительно сокращает время отработки блоков. На некоторых рудниках практикуется упрочнение верхнего слоя гидрозакладки цементным слоем толщиной 150-300 мм вместо укладки специального бетонного или другого настила, что позволяет вести машинную погрузку руды и предотвращает проникновение металла в закладку.

Все большее распространение получает твердеющая закладка, при применении которой возможно использование более мощного самоходного оборудования, более производительных способов отбойки руды, например, скважинами из подэтажных выработок. Все эти преимущества вариантов систем с закладкой особенно важны при отработке месторождений высокоценных руд.

Повышается интерес к нестандартным безвзрывным способам разрушения горных пород - распиливанию, ударному воздействию гадроломами или снарядами с некоторого расстояния, резанию пород высоконапорными струями под давлением до 400 МПа, буроклиновой отбойке, а также одному из наиболее эффективных способов выемки жильного материала выбуриванием при минимальных потерях руды и разубоживания за счет использования на выемке руды проходческих буровых комплексов и т.д.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: